超高層建筑的消防安全問題是個難題，由于其結構的特殊性，一旦發生火災，外部救援可能無法發揮作用，樓體的消防設計就顯得十分重要。

　　《陜西建筑》陜西省建筑期刊，辦報宗旨:宣傳黨和國家對建筑業的方針政策,及時交流與傳播陜西建筑行業兩個文明建設的成就與經驗,介紹與推廣建筑施工新技術、新工藝、新材料，為推動我省建筑業改革與發展服務。雜志于1975年創刊，由陜西省建設廳主管，陜西省建筑科學研究院主辦，面向國內外公開發行，是我省建設行業唯一的一份國家級刊物，陜西省一級期刊。

　　針對超高層建筑火災具有火勢蔓延快、疏散困難、撲救難度大、火災隱患多等特點，根據國家“預防為主，防消結合”的方針，從項目全局出發，結合超高層建筑的自身特點研究選用可靠的消防措施，保證安全。本文結合工程設計實例-昆明金尚俊園10、11棟(設計項目名“新發村10、11棟”)，對超高層住宅配電系統、配電干線及電纜選擇、住戶火災探測器設置、避難層強弱電系統、應急疏散照明設計等方面內容進行簡要的介紹和探討。

　　前言

　　在消防術語中，超高層建筑是指高度超過100米的建筑。高聳入云的超高層建筑，可以說是給消防部門帶來不小的考驗。據說如何順利將消防用水送達幾百米高度上出現的火情點，是令消防人員最為頭痛的問題。超高層建筑不同于一般的低矮建筑，火災發生時，超高層建筑主要依靠自身的消防措施來保障安全。消防部門云梯車所能達到的高度一般不超過100米，如果超高層建筑出現火災，很難靠外部力量救援。所以，在超高層住宅消防設計中，應遵循“預防為主、防消結合”的方針，合理進行總體布局，嚴格遵守相關規范，設計合理、可靠的消防安全措施，以保障人民的生命和財產安全。

　　1、 負荷等級劃分

　　本工程為大底盤地下室之上的兩棟44層住宅塔樓，建筑高度136.6米，為一類超高層住宅樓，按規范規定劃分，其電梯及消防設備、應急疏散照明、公共通道照明、避難間照明等用電負荷為一級負荷，其中11棟消防監控室(轉為10、11棟配置，兼作視頻安防監控機房)用電負荷為一級特別重要負荷，其余則為三級負荷。

　　2、 供配電系統設計

　　本工程綜合考慮設計規范要求，以及城市供電電網的實際情況，由附近城區變電所引兩路獨立10KV高壓電源向設于地下一層的多座小區10KV變電所(分地塊規模設置)供電，承擔工程中全部動力照明、消防設備、弱電機房等的全部用電負荷，二路電源同時供電，分列運行，互為備用，滿足非消防一級負荷(如客梯、生活加壓泵、公共通道照明等)的供電可靠性要求。對于消防一級負荷，其備用電源為地下室附設的消防專用柴油發電機組，以確保消防設備供電更高可靠性要求。消防設備配電系統設計采用放射式或樹干-放射式(豎向公共通道照明、應急疏散照明主干)混合供電模式，末端均采用雙電源切換箱、屏，對所有消防動力設備負荷采用兩路獨立電源電纜末級切換方式供電，并滿足消防規范規定的消防用電設備在火災發生期間的最少持續供電時間的設計要求。對11棟消防監控室設備負荷則在機房另外增設一臺15KVA UPS電源(供電持續時間要求不少于3小時)，以確保不間斷供電。配電系統除消防動力設備設置僅設短路非過載及火災漏電監測保護外，其余均設過載、短路、漏電、分勵、過壓等配電保護。

　　3、 配電干線電纜選擇與敷設

　　由于超高層建筑發生火災的因素較多，撲救難度大，因此超高層建筑應立足于自防自救，采取可靠的防火措施，選用可靠的防火電纜，以達到預防火災、逃生自救的目的。現行 GB 50045—95(2005年版)《高層民用建筑設計防火規范》及 JGJ 16—2008《民用建筑電氣設計規范》對超高層民用建筑電氣防火電纜的選擇作了嚴格的規定，對建筑高度超過100m的高層建筑，消防供電干線及支線要求采用礦物絕緣電纜、耐火電纜;對于消防設備如消防水泵、消防送風機、排煙風機、消防電梯及應急照明等，在火災發生時必須繼續工作，相應的供電線路敷設應保證安全可靠，避免因供電線路的損壞而影響消防設備的正常功能。

　　本工程根據消防規范要求，所有消防設備供電干線及分支干線采用BTTZ-750V礦物絕緣電纜、耐火電纜，沿吊架明敷、防火電纜橋架或鋼管(防火電纜明敷時，涂防火涂料;暗敷時，要求有30mm混凝土保護層)敷設。豎向正常照明分兩段供電(各棟供電負荷設備容量達2400KW，故按1~23層及24~44層兩段供電較為經濟可靠)，其主干及分支干線采用三防(防水、防腐及一定防火性能)固體母線槽及低煙無鹵阻燃電纜;豎向公共照明及應急疏散照明采用雙主干BTTZ-750V礦物絕緣電纜分三段(對應15、30層避難層分隔分段)供電，每三層通過于電氣豎井中的專用雙電源切換箱分回路向各樓層應急疏散照明燈具配電;15、30層避難間照明及應急疏散照明、消防水泵，則獨立由配電室及柴油發電機房直接引來電源電纜，通過其雙電源切換箱供電。供電干線電纜對應配電系統，主次分明、重點突出，在合理造價內，盡量提升設備抗災性能及可靠性，降低電氣線路火災事故隱患。所有電纜橋架、管線穿越樓層(含電氣豎井)、地下室防火分區、人防單元圍護結構位置按設計規范及國標圖集做密閉防火封堵，整體確保系統供電的可靠性。

　　4、防火剩余電流動作報警系統設計

　　本工程同時為配電系統設計總線式防火漏電監控系統，在塔樓各樓層照明集中表箱總開關、一級負荷雙電源切換箱、消防配電箱等處裝設電氣火災監控探測器，設置適當的防火漏電報警動作整定值(500mA或300mA)，對消防設備進行防火漏電報警監測，對非消防用電設備進行漏電監測報警及故障電源強切控制(一般通過現場漏電監控模塊控制配電斷路器跳閘，本項目設計采用一體化防火漏電監測斷路器，消除設備間協調控制的不可靠問題)，并在消防控制中心裝設獨立控制主機，通過信號傳輸總線對各回路漏電電流狀態統一密切監控、協調管理，并儲存各種故障信息(存儲時間要求不少于12個月)，有效消除電氣火災故障隱患，保障火災撲救現場消防人員的生命安全。

　　5、火災探測器設置

　　根據《高層民用建筑防火設計規范》GB50045-95(2005版)9.4.1強制性條文規定要求，建筑高度超過100m的高層建筑，除衛生間外均應設火災自動報警系統。在超高層住宅建筑中，住宅房間(由臥室、起居室、書房、廚房等組成的住戶單元) 占大多數面積，且有燃氣火源，其他輔助部位(門廳、樓梯、前室、走道、設備管線豎井等)占較少面積，同樣，由住宅房間內燃起的火災占超高層住宅建筑火災的大部分，要做好這類建筑的消防自動報警系統的設計，就應該把迅速發現住宅房間內燃起的火災放在首要考慮的位置。

　　火災探測器最重要的作用，其一是為了及時發現初期火災，其二是為消防聯動設備提供聯動信號。防煙樓梯、消防電梯的前室及合用前室本身沒有什么可燃物質，在這里安裝火災探測器起不到發現初期火災的作用，但這里常有需要聯動控制的防排煙設施、防火閥等裝置，設置火災探測器是必要的，但當防煙樓梯間、消防電梯前室及合用前室采用自然防煙，而不采用機械防煙，沒有聯動設施時，安裝在這里的火災探測器只是起到監測火災發展的作用。如果住宅房間內沒有安裝火災探測器，而僅在防煙樓梯間、公共走道、消防電梯的前室及合用前室安裝了火災自動探測器，對于住宅內發生的火災，就不能夠通過火災自動報警系統及時發現，當住宅房間內發生火災時，煙氣很難穿過住戶門(一般都為防火密閉門)和消防電梯前室的防火門(或防煙樓梯前室的防火門)使安裝在那里的探測器動作，發出火災信號，這很不利于在火災初期階段就將火情控制住，等到這些探測器動作的時候，火勢已經很強，撲滅火災的最佳時期已經錯過了，并且，這時煙火已經蔓延到消防通道，如果消防通道被火勢阻斷，人員就無法逃離火場，只能困守待援。

　　本工程按消防設計規范規定，為特級消防保護對象建筑物，火災自動報警及聯動控制系統采用控制中心報警保護方式進行設計。每棟塔樓各層公共通道區域各分為一個報警區域，避難間、電梯合用前室、封閉樓梯間、走道及各住戶劃分為不同探測區域。除在設備夾層、公共走道、樓梯間、電梯前室、電梯機房等共用區域設置感煙探測器外，還在住宅臥室、起居室、餐廳、書房設置感煙探測器，廚房則設感溫探測器、可燃氣體探測器及聯動切斷燃氣閥的消防控制模塊，探測器靈敏度均為II級，亦可由報警控制器根據現場測試設置(智能型)。本次設計還在各戶內入口處設置一個手動報警按鈕(規范沒規定，筆者認為有必要設置，有利及時發現救援火場人員)，各戶火災自動報警控制總線均單獨由戶外走道消防弱電防火橋架引入，對應產權，互不串通，避免住戶二次裝修戶間影響，方便管理維護。建議消防主管部門在修編消防規范時加入此細則規定要求。筆者亦在此呼吁一貫主張：一類以上高層住宅(二類高層住宅消防撲救相對容易)戶內起居室應設置感煙探測器、廚房應設置感溫探測器、可燃氣體探測器，以較低的社會可承受成本，消除大部分住宅火災人員傷亡事故，亦可適應未來向老齡化社會發展的安全需求。即使部分高層住宅按現行消防規范標準達不到火災自動報警系統設置要求，也應鼓勵通過聯網型樓宇對講系統等其它方式實現起居室感煙探測、廚房可燃氣體探測的基本安全保障功能。

　　6、應急疏散照明設計

　　本工程照明系統分為正常照明、事故照明、應急疏散照明三部分，按規范在樓內公共走道、樓梯間、疏散口、電梯前室及合用前室、避難間及電梯機房設置應急事故、疏散照明燈具，均采用雙電源切換箱供電，并自配蓄電池。設計保證在市電停電時，不間斷維持不少于60分鐘部分或全部應急事故照明，滿足消防人流疏散及正常操作的需要。在設計過程中須注意以下問題：

　　1)公共通道應急、疏散照明采用帶蓄電池的應急照明燈并由雙電源切換箱供電時，應配置強制旁路點亮消防聯動控制模塊及充電線，否則電源可靠時，反而無法點亮應急、疏散照明燈具。帶金屬外殼消防應急及疏散指示燈，一般距地面安裝高度都低于2.4米(走道疏散指示燈規范要求1m以下)，須配置接地PE線，以保障安全。發生火災時，消防撲救要求局部切斷相關層的非消防照明等電源，以防止電源短路、漏電引起二次火災及電擊事故，同時消防控制室自動開啟應急照明及疏散指示燈。最好應急時方用，否則應急燈具的蓄電池經常充放電，會對電池造成較大損耗，加速應急燈蓄電池的報廢，增加維護管理費用。

　　2)配電房、消防水泵房、消防電梯機房、消防控制室、排煙機房、自備發電機房、電話總機房等，發生火災時仍需正常提供工作場所的消防應急照明(備用照明)，應保證正常照明照度，其電源均由其房間內雙電源切換箱分回路供電，其中少量燈具配置蓄電池，作為電源轉換時的過渡照明。

　　3)避難間入口應設置明顯應急標志燈，以引導上下附近層居民進入。但目前消防樓梯間傳統疏散指示燈方向固定，僅能引導人員往下出口疏散，甚至引至著火點，與消防逃生、避難間疏散存在部分矛盾，目前只能靠現場消防廣播引導解決。造價允許情況下，筆者建議裝設智能聲光疏散引導系統(目前綜合造價達1500~2000元/點，是傳統疏散指示燈造價的7~8倍)，可圓滿解決此一問題。亦請國家消防主管部門修編規范時予以引導。

　　7、避難間消防電氣設計

　　根據我國現行國標《高層民用建筑設計防火規范》(以下簡稱《高規》)第6.1.13條規定：建筑高度超過100米的公共建筑、應設避難層或避難間，對住宅建筑則無要求。為加強消防安全措施，昆明市消防主管部門要求在超高層住宅設置避難層(間)，具體要求基本同《高規》規定。

　　避難間(層)可以說是超高層建筑中相對安全的安全島、救生方舟，應是具備較高生存能力獨立環境，消防電氣設計應與此設置初衷對應，以保障避難間(層)設備運行、環境安全的高可靠性。本項目具體設計措施為：各(15、30層)避難間正常照明及應急照明、消防水泵、生活供水泵、消防正壓風機，均分別采用雙電源切換箱以末級切換方式供電，其雙回路電纜直接由配電室市電及柴油發電機應急母線段引來。其消防應急廣播、消防電話、火災自動報警系統獨立回路均直接由消防監控室引接，并設置一套消防無線對講呼救通信裝置備用，充分保障各避難間的獨立安全性。

　　8、結語

　　隨著國內城鎮化進程的加快，城市超高層住宅日益增多，超高層住宅防火日漸進入國內公共安全視野，美國的“9・11”事件以及央視新址大火就曾給人們留下了深刻的印象。超高層住宅消防電氣設計，與人民生命財產安全息息相關，設計時若考慮不周，會產生各類消防安全隱患，因此條理清晰、重視細節的消防電氣設計對超高層住宅消防安全顯得尤為重要。